Odpočinkový potenciál

Odpočinkový potenciál je rozdiel napätia -70 mV, ktorý existuje v nevybušenom stave medzi vnútorným prostredím a prostredím neurónov. Potenciál je relevantný pre tvorbu akčných potenciálov. Otrava kyanidom bráni obnoveniu pokojového potenciálu a vedie k zrúteniu neurónov.

Aký je pokojový potenciál?

Pokojovým potenciálom je rozdiel napätia, ktorý existuje medzi vnútomom neurónu bez vzrušenia a jeho okolím. Tento rozdiel v napätí sa musí aktívne udržiavať a vyplýva z nerovnomerného rozdelenia sodíkových a draselných iónov.

Dva prvky membrány nervových buniek sa zaoberajú udržiavaním pokojového potenciálu: na jednej strane pumpy sodík-draslík a na druhej strane iónové kanály na Ranvierových prstencich.

Pokojový potenciál excitabilných nervových buniek tvorí základ pre solárne vedenie ľudských nervových dráh. Keď je bunka excitovaná akčným potenciálom, depolarizuje sa za jej prahový potenciál a iónové kanály závislé na napätí sa otvoria, takže keď vniknú určité ióny, pokojový potenciál sa zmení. Akčný potenciál sa prenáša po nervových dráhach prostredníctvom prerozdeľovania poplatkov.

Pokojový potenciál ľudského neurónu má rozdiel od -70 do -80 mV. Vnútorná časť bunkovej membrány je negatívna a vonkajšia strana je pozitívne nabitá.

Funkcia a úloha

V pokojovej fáze prebiehajú na bunkovej membráne excitabilnej bunky rôzne procesy. Na Ranvierových šnúrach nie sú axóny izolované s myelínom. Na týchto uzloch sú umiestnené čerpadlá Na + / K +, ktoré transportujú ióny draslíka do vnútrajška axónu v pokojovej fáze, pričom spotrebúvajú ATP. Sodné ióny sa čerpajú z bunky súčasne. Vo vnútri axónov je teda vyššia koncentrácia draslíka ako vonku.

V dôsledku proteínových kanálov obsahujúcich proteíny majú membrány buniek rôzne úrovne priepustnosti pre tieto ióny. Sodné kanály sú obvykle v pokoji uzavreté. Kanály pre draslík sú naproti tomu otvorené, takže ióny draslíka difundujú. Ióny teda difundujú smerom von. Stáva sa to až do dosiahnutia rovnováhy medzi elektrickými silami a silami osmotického tlaku. To udržuje rozdiel náboja medzi vonkajšou a vnútornou časťou bunkovej membrány, ktorá je známa aj ako pokojový potenciál.

Keď stimul zasiahne nervové vlákno a prekročí prahovú hodnotu, sodíkové a draselné kanály závislé od napätia sa otvoria. To vytvára depolarizáciu bunky, ktorá zase spúšťa akčný potenciál. Bioelektrický impulz je vedený nervovými vláknami.

Zjednodušene povedané, v prípade akčného potenciálu je signál prenášaný cez zmeny v membránovom potenciáli.

Ako prahová hodnota pre vývoj akčného potenciálu sa uplatňuje hodnota -50 mV. Excitácie pod +20 mV nespôsobujú žiadny akčný potenciál a neexistujú žiadne reakcie.

Po vytvorení a prenose akčného potenciálu sa kanály N + opäť uzavrú. K + kanály sa naopak otvárajú, takže draselné ióny sa môžu difundovať z axónu. Elektrické napätie vo vnútri bunky znova klesá. Tento proces sa tiež nazýva repolarizácia. Potom sa K + kanály tiež uzavrú a potenciál bunky klesne pod pokojový potenciál. Táto hyperpolarizácia sa zmení na pokojový potenciál, ktorý sa čerpadlá sodík-draslík obnovili po približne dvoch milisekundách. Axón je teda pripravený na nové akčné potenciály.

Svoje lieky nájdete tu

Choroby a choroby

Javy, ako je otrava kyanidom, majú život ohrozujúce následky, z ktorých niektoré sú spôsobené stratou pokojového potenciálu. Neuróny potrebujú energiu na obnovenie svojho pokojového potenciálu. Otrava kyanidom blokuje dodávku energie, takže nie je možné poskytnúť žiadnu energiu na obnovenie pokojového potenciálu. Nervové bunky zostávajú trvalo depolarizované a strácajú svoju funkčnosť.

V závislosti na tom, koľko neurónov je ovplyvnená nedostatočnou energiou, sa môže týmto spôsobom zrútiť neuronálna regulácia celého organizmu. Takéto narušenie neuronálnej regulácie nevyhnutne vedie k smrti.

V širšom zmysle sa sťažnosti na pokojový potenciál neurónu môžu prejavovať aj pri ochoreniach iónových kanálov. Tieto dedičné choroby spôsobujú poruchy vzrušenia vo svaloch a nervovom systéme. Choroby iónového kanála ovplyvňujú spínanie iónových kanálov. Zmeny v spínacom chovaní kanálov môžu zasa ovplyvniť schopnosť obnoviť pokojový potenciál. Choroby teda majú vplyv na vzrušivosť tkaniva. Choroby iónových kanálov sú v užšom zmysle mutáciami iónových kanálov.

Podľa vedeckých poznatkov sa uvádza, že s týmto javom súvisia tri formy dedičnej epilepsie. Podľa moderného výskumu sa týmto spôsobom vysvetľuje aj hemiplegická migréna a idiopatická fibrilácia komôr.

Pumpy sodík-draslík môžu byť tiež ovplyvnené chorobami, ktoré ovplyvňujú pokojový potenciál nervových buniek. Podľa mnohých vedcov moderná západná strava spôsobuje v tele neprirodzený pomer sodík-draslík. Uvádza sa, že prebytok stolovej soli a nedostatok draslíka spôsobený príliš malým množstvom rastlinných potravín ovplyvňujú čerpadlá sodíka a draslíka, pretože to môže zmeniť pomer intracelulárnych iónov.

Geneticky stanovené poruchy výmeny sodíka a draslíka na bunkovej membráne sú na druhej strane prítomné v niektorých mutáciách a vedci ich spájajú s formami epilepsie a chorôb iónových kanálov. Poruchy pri obnove pokojového potenciálu sú preto pravdepodobne dôležité pre rôzne ochorenia centrálneho nervového systému.